DNA复制.ppt

第二章 核酸的结构 核酸的组成与一级结构 核酸的二级结构 DNA的三级结构 真核生物的核小体 基因 第一节 核酸的组成与一级结构 1、化学组成与基本单位 核苷=核糖+碱基 DNA不仅具有严格的化学组成，还具有特殊的高级结构，它主要以有规则的双螺旋形式存在。 第三节 DNA的三级结构（高级结构） DNA超螺旋 　双螺旋DNA进一步扭曲盘绕则形成其三级结构，超螺旋是DNA三级结构的主要形式。 超螺旋按其方向分为正超螺旋和负超螺旋两种。 　　 是否每一段DNA都是基因呢？ 只有其中的某一特定的多核苷酸区段才是基因。 基因是编码蛋白质或RNA分子遗传信息的基本遗传单位。 基因是一段具有特定功能和结构的连续的脱氧核糖核苷酸序列，是构成巨大遗传单位－染色体的重要组成部分。 第3章 DNA的生物合成 第2节 DNA的复制 DNA做为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准确地自我复制(selfreplication)，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的物质基础。 DNA复制发生在原核生物细胞的细胞质中，真核生物细胞的细胞核、线粒体或叶绿体的基质中。 2.1 DNA复制的基本特征- （1） 以原来的DNA母链为模板，四种核苷三磷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）为前体，二价金属离子（Mg2+或Mn2+），根据碱基互补配对原则复制产生新的子链； （2） 作为模板的双链DNA分子需要解链以暴露隐藏在双螺旋结构内的碱基序列，然后才能作为模板； （3） 复制的方式是半保留复制； 1、DNA的半保留复制 Watson和Crick在提出DNA双螺旋结构模型时即推测，DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂两条链分开，然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的DNA链，这样新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的，这种复制方式为半保留复制。 1958年Meselson和Stahl利用氮标记技术在大肠杆菌中首次证实了DNA的半保留复制（实验验证） DNA复制的基本特征- （4） 复制开始时需要一段引物RNA ，在复制进行到一定程度后被切除，并以相应的DNA代替； （5） 两条链都是以5’→ 3’方向合成； DNA复制的基本特征- （6） 复制起始于特定的区域，但终止的位置经常不固定； 体内的DNA复制具有相对固定的起点，该段核苷酸序列通常称为复制起始区。 复制起始区一般具有3个共同特征： 由多个短的重复序列组成； 富含有利于DNA双螺旋解链的AT碱基对； 能够被特定的复制起始区结合蛋白识别。 不同真核生物的复制起始区通常可以互用，如人的复制起始区在酵母中也能起作用。 但原核生物的复制起始区只有在亲缘关系十分密切的细菌中才可互换。 一旦复制从起始区启动，该区域的DNA首先发生解链，形成叉状结构，这样的结构形象的称为复制叉。 原核生物的复制起始区通常只有一个，而真核生物的复制起始区通常不止一个。 DNA复制的基本特征- （7） 一般为双向复制； DNA复制的基本特征- （8） 半不连续性； 由于两条链都是以5‵→ 3‵方向合成，而模板DNA呈反平行关系，所以，在一个复制叉内进行的复制很可能以半不连续方式展开，即其中一条子链的延伸方向与复制叉前进方向相同，连续合成；另一条链的延伸方向与复制叉相反，需要先合成一些小的不连续的片段，再将其连接成为一条连续的链，此为不连续合成。 2.2 DNA复制的酶学 2.2.1DNApol, 依赖于DNA的DNA聚合酶。 参与DNA复制最重要的酶。 引物-OH+(dNTP)n 引物-O-dNMP+(dNTP)n-1+PPi 2.2.1.1原核细胞的DNApol （1） DNApolⅠ 1957年，Kornberg 从大肠杆菌分离。 具有5’-3’聚合酶活性， 5’-核酸外切酶和3’-核酸外切酶活性。 3’-核酸外切酶活性切除错配碱基，并通过5’-3’聚合酶活性换上正确的核苷酸。 5’-核酸外切酶专门用来切除位于DNA5’端的RNA引物。 DNApolⅠ不是催化大肠杆菌DNA复制的主要酶 速度太慢 酶量太多 进行性太低 该酶有缺陷的大肠杆菌突变株照样存活。 （3）DNApolⅢ 是催化大肠杆菌DNA复制的主要酶. DNApolⅢ温度敏感型突变株，只生存在30度以下。45度以上温度，其α亚基的polC基因发生突变，致使该酶变性失活，DNA复制不能正常进行。 （4） DNApolⅣ和Ⅴ 属于易错的DNA聚合酶，参与DNA的修复合成。 DNApolⅣ和 DNApolⅣ在稳定期被诱导表达，一起参与DNA的损伤修复。 DNApolⅤ在SOS反应时诱导合成。 SOS反应指细菌受到高剂量的辐射或突变剂的作用下，染色体DNA受到严